DE102007053789A1

DE102007053789A1 - Electrical machine, has spacer sleeve inserted between roller bearings and defining preset distance between bearings, where spacer sleeve is made of metallic pipe and is brought to preset length by axial compression

Info

Publication number: DE102007053789A1
Application number: DE102007053789A
Authority: DE
Inventors: Claus Schäffer; Willi Eppler
Original assignee: Minebea Co Ltd
Current assignee: MinebeaMitsumi Inc
Priority date: 2007-11-12
Filing date: 2007-11-12
Publication date: 2009-05-20
Anticipated expiration: 2027-11-13
Also published as: DE102007053789B4

Abstract

The machine has two roller bearings (12, 14) for storing a shaft (10), where the bearings are axially arranged along the shaft. A spring (34) i.e. spiral spring, is inserted between the bearings and exerts a prestress on the bearings. A spacer sleeve is inserted between the bearings and defines a preset distance between the bearings. The spacer sleeve is made of a metallic pipe and is brought to a preset length by axial compression. The spacer sleeve lies against internal rings of the bearings. The metallic pipe is made of brass, aluminum or steel. An independent claim is also included for a method for manufacturing a bearing arrangement of an electrical machine.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine und ein Verfahren zur Herstellung einer Lageranordnung einer elektrischen Maschine, die eine Welle und zwei Wälzlager zur Lagerung der Welle aufweist.The The invention relates to an electrical machine and a method for Production of a bearing assembly of an electrical machine, the having a shaft and two rolling bearings for supporting the shaft.

Im Stand der Technik ist es bekannt, elektrische Maschinen mit Kugellagern, insbesondere Kugellagern herzustellen, welche zur Lagerung der Welle entlang der Welle axial beabstandet sind. Im Bereich von Elektrokleinmotoren ist es weiterhin bekannt, zum Ausgleich von Lagerspiel und/oder zur axialen Vorspannung des Rotors eine Feder zwischen die Kugellager einzufügen, die eine Vorspannung auf die Kugellager, insbesondere auf die Außenringe der Kugellager ausübt. Zu diesem Zweck werden Federn eingesetzt, welche gegen die Außenringe der Kugellager drücken, wobei durch einen definierten Abstand der Lager ein definierter Arbeitspunkt der Federkennlinie eingestellt wird.in the Prior art it is known electrical machines with ball bearings, In particular to produce ball bearings, which for the storage of the shaft axially spaced along the shaft. In the field of small electric motors it is also known to compensate for bearing clearance and / or for axially biasing the rotor, a spring between the ball bearings insert a preload on the ball bearings, in particular exerted on the outer rings of the ball bearings. To this Purpose springs are used, which against the outer rings Press the ball bearing, passing through a defined distance the bearing set a defined operating point of the spring characteristic becomes.

Um sicherzustellen, dass die Kugellager im Laufe des Betriebs der elektrischen Maschine ihren definierten Abstand beibehalten und somit die Spiralfeder bei ihrem vorgegebenen Arbeitspunkt der Federkennlinie arbeitet, werden im Stand der Technik beispielsweise Distanzhülsen oder Distanzrollen verwendet, die zwischen die Kugellager, insbesondere zwischen die Innenringe der Kugellager eingefügt sind. Hierbei ist es erforderlich, dass die Distanzhülsen mit hochpräzisen Längenmaßtoleranzen hergestellt sind.Around ensure that the ball bearings during the operation of the electric Machine maintain their defined distance and thus the coil spring operates at its predetermined operating point of the spring characteristic, In the prior art, for example, spacers or spacers used between the ball bearings, in particular between the inner rings of the ball bearings are inserted. Here is It required that the spacers with high precision Längenmaßtoleranzen are made.

Ein solcher Elektromotor, welcher dem Erfinder als Stand der Technik bekannt ist, ist in 1 dargestellt. Der Elektromotor umfasst eine Welle 10, die über ein erstes und ein zweites Kugellager 12, 14 in einem Flanschbauteil 16 gelagert ist. Die Welle trägt eine Nabe 18, an der ein Rotormagnet 20 angebracht ist. Ein Stator 22 ist auf eine Hohlwelle 24 aufgebracht, die mit dem Flanschbauteil 16 einstückig ausgebildet ist. In der gezeigten Ausführung ist der Stator 22 mit einem Stator-Blechpaket und Phasenwicklungen dargestellt. An dem Flanschbauteil 16 ist ferner eine Leiterplatte 26 angebracht, die Sensorelemente 28, beispielsweise Hall-Elemente, zur Erfassung des axialen Streufeldes des Rotormagneten 20 trägt, um hieraus die Drehlage, Drehgeschwindigkeit und Drehrichtung des Elektromotors abzuleiten zu können.Such an electric motor, which is known to the inventor as prior art, is known in 1 shown. The electric motor comprises a shaft 10 , which have a first and a second ball bearing 12 . 14 in a flange component 16 is stored. The shaft carries a hub 18 at which a rotor magnet 20 is appropriate. A stator 22 is on a hollow shaft 24 Applied to the flange component 16 is integrally formed. In the embodiment shown, the stator 22 shown with a stator laminated core and phase windings. At the flange component 16 is also a circuit board 26 attached, the sensor elements 28 , For example, Hall elements, for detecting the axial stray field of the rotor magnet 20 carries, in order to deduce from this the rotational position, rotational speed and direction of rotation of the electric motor can.

In der gezeigten Ausführung ist der Elektromotor als Außenläufermaschine ausgebildet und dient beispielsweise als Elektro-Antriebsmotor in Kfz-Anwendungen, beispielsweise für Fensterheber, Scheibenwischer, Luftklappensteller am Vergaser und dergleichen.In the embodiment shown is the electric motor as external rotor machine trained and used for example as an electric drive motor in automotive applications, for example, for windows, windscreen wipers, air flap plate on the carburetor and the like.

Auf der Abtriebsseite der Welle 10 ist ein Ritzel 30 auf die Welle 10 aufgepresst, das mit einer anzutreibenden Einheit verbunden werden kann. In der Darstellung der 1 ist ferner noch ein Steckverbinder 32 dargestellt, über den sowohl die Sensorelemente 28 mit einer Steuereinheit verbunden werden können als auch die Phasenwicklungen des Stators 22 bestromt werden können.On the output side of the shaft 10 is a pinion 30 on the wave 10 pressed, which can be connected to a unit to be driven. In the presentation of the 1 is still a connector 32 represented over the both the sensor elements 28 can be connected to a control unit as well as the phase windings of the stator 22 can be energized.

Bei dem in 1 gezeigten Elektromotor sind die Außenringe der Kugellager 12, 14 über eine Spiralfeder 34 in axialer Richtung vorgespannt. Diese Vorspannung dient dem Ausgleich von Lagerspiel sowie der axialen Rotoranstellung, wobei es wichtig ist, dass die Spiralfeder 34 auf einen definierten Arbeitspunkt der Federkennlinie eingestellt ist. Die Einstellung des Arbeitspunktes erfolgt durch Einstellung eines definierten Abstandes zwischen dem ersten und dem zweiten Kugellager 12, 14. Hierzu werden die beiden Kugellager 12, 14 beim Herstellen der elektrischen Maschine in definierter Lage auf die Welle 10 aufgepresst. Um zu verhindern, dass sich die definierte Position der Lager 12, 14 während des Betriebs des Elektromotors beispielsweise aufgrund von Vibrationen oder Stoßbelastungen verändert, ist zwischen die beiden Kugellager 12, 14 eine Distanzhülse 36 eingefügt. Die Lager sind somit zwischen der Nabe 18, der Distanzhülse 36 und dem Ritzel 30 fixiert.At the in 1 shown electric motor are the outer rings of the ball bearings 12 . 14 via a spiral spring 34 biased in the axial direction. This bias serves to compensate for bearing clearance and the axial rotor adjustment, where it is important that the coil spring 34 is set to a defined operating point of the spring characteristic. The adjustment of the operating point by adjusting a defined distance between the first and the second ball bearing 12 . 14 , For this purpose, the two ball bearings 12 . 14 when manufacturing the electrical machine in a defined position on the shaft 10 pressed. To prevent the defined position of the bearings 12 . 14 is changed during operation of the electric motor, for example, due to vibration or shock loads, is between the two ball bearings 12 . 14 a spacer sleeve 36 inserted. The bearings are thus between the hub 18 , the spacer sleeve 36 and the pinion 30 fixed.

Die Distanzhülse 36 wird im Stand der Technik mit hochpräzisen Längenmaßtoleranzen z. B. als Drehteil hergestellt, wobei solche Distanzhülsen häufig beidseitig gefast werden müssen, um nicht in Kontakt zu anderen drehenden Bauteilen zu kommen.The spacer sleeve 36 is in the art with high-precision Längenmaßtoleranzen z. B. produced as a rotating part, such spacers often have to be chamfered on both sides in order not to come into contact with other rotating components.

Gerade auf dem Gebiet von Elektrokleinmotoren, die in großen Stückzahlen zu möglichst geringen Kosten hergestellt werden, ist die Herstellung eines Spezialbauteils, wie der Distanzhülse 36, mit nicht akzeptablen hohem Aufwand und Kosten verbunden.Especially in the field of small electric motors, which are produced in large quantities at the lowest possible cost, is the production of a special component, such as the spacer sleeve 36 , associated with unacceptably high cost and effort.

Das US-Patent 3,427,483 zeigt einen Gleichstrommotor mit federbelasteten Kugellagern, wobei in verschiedenen Ausführungen Blatt- und Spiralfedern verwendet werden, welche die Außenringe der Kugellager in axialer Richtung zusammen- oder auseinanderdrücken. Zur Fixierung der Kugellager werden Halteringe oder Abstandshülsen auf die Welle aufgebracht, welche so gegen die Innenringe der Kugellager drücken, dass sie der Federkraft entgegenwirken.The U.S. Patent 3,427,483 shows a DC motor with spring-loaded ball bearings, wherein leaf and coil springs are used in various embodiments, which compress the outer rings of the ball bearings in the axial direction or apart. To fix the ball bearings retaining rings or spacers are applied to the shaft, which press so against the inner rings of the ball bearings that they counteract the spring force.

Ausgehend von dem oben erörterten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine elektrische Maschine und ein Verfahren zur Herstellung einer Lageranordnung einer elektrischen Maschine anzugeben, die mit geringerem Aufwand und Kosten herstellbar sind. Diese Aufgabe wird durch eine elektrische Maschine mit den Merkmalen von Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren gemäß Anspruch 8 gelöst.Based on the prior art discussed above, it is an object of the invention to provide an electric machine and a method for producing a bearing assembly of an electrical machine, which can be produced with less effort and cost. This task is done by an electrical machine with the features of claim 1 and by a method according to claim 8 solved.

Die erfindungsgemäße Maschine ist grundsätzlich wie die in 1 gezeigte Maschine aufgebaut mit einer Welle, zwei Wälzlagern zur Lagerung der Welle, die entlang der Welle axial beabstandet sind, einer Feder, die zwischen die Wälzlager eingefügt ist und eine Vorspannung auf die Wälzlager ausübt, und einer Distanzhülse, die zwischen die Wälzlager eingefügt ist und einen vorgegebenen Abstand zwischen den Wälzlagern definiert. Anders als im Stand der Technik ist die Distanzhülse jedoch nicht als Drehteil mit hochgenauen Längenmaßtoleranzen hergestellt, sondern die Distanzhülse wird aus einem Metallrohr hergestellt, das während der Montage der elektrischen Maschine durch axiales Stauchen auf die gewünschte Länge gebracht wird. Hierzu wird die Distanzhülse erfindungsgemäß aus einem dünnwandigen Metallrohr ausgeführt, das zunächst auf eine Ausgangslänge abgetrennt wird und anschließend durch axiales Stauchen auf die gewünschte, vorgegebene Länge gebracht wird. Mit „dünnwandiges Metallrohr" wird ein Metallrohr bezeichnet, dessen Wandstärke ausreichend dünn ist, um das Metallrohr mit einer Presskraft im Bereich von ungefähr 50 bis 200 N in axialer Richtung zu stauchen. Die Wandstärke des Metallrohrs sollte nicht größer als 0,6 mm, beispielsweise ungefähr 0,3 oder 0,4 mm betragen. Aufgrund der geringen Wandstärke der Distanzhülse ist ein Fasen der Stirnseite der Hülse nicht notwendig.The machine according to the invention is basically the same as in 1 machine shown constructed with a shaft, two rolling bearings for supporting the shaft, which are axially spaced along the shaft, a spring which is inserted between the rolling bearings and a bias on the rolling bearings, and a spacer sleeve which is inserted between the bearings and Defines a predetermined distance between the bearings. Unlike the prior art, however, the spacer sleeve is not manufactured as a rotating part with high-precision Längenmaßtoleranzen, but the spacer sleeve is made of a metal tube, which is brought to the desired length during assembly of the electric machine by axial compression. For this purpose, the spacer sleeve according to the invention is made of a thin-walled metal tube, which is first separated to an initial length and then brought by axial compression to the desired, predetermined length. By "thin-walled metal pipe" is meant a metal pipe whose wall thickness is sufficiently thin to compress the metal pipe in the axial direction with a pressing force in the range of about 50 to 200 N. The wall thickness of the metal pipe should not be greater than 0.6 mm, for example about 0.3 or 0.4 mm Due to the small wall thickness of the spacer sleeve chamfering the end face of the sleeve is not necessary.

Die Distanzhülse wird vorzugsweise aus einem Metallrohr hergestellt, dessen Ausgangslänge vor dem Stauchen ungefähr um 1 bis 20%, insbesondere ungefähr 10% länger ist als die gewünschte, vorgegebene Länge. Die elektrische Maschine wird vorzugsweise hergestellt, indem zunächst ein erstes Wälzlager auf die Welle aufgebracht wird. Anschließend wird die Distanzhülse aufgeschoben, die eine Ausgangslänge hat, welche größer ist als die letztendlich benötigte Länge der Distanzhülse. Die Distanzhülse kommt gegen das erste Wälzlager zu liegen, und anschließend wird das zweite Wälzlager auf die Welle aufgebracht, vorzugsweise aufgepresst, wobei das zweite Wälzlager gegen die Distanzhülse drückt und diese in Richtung des ersten Wälzlagers in axialer Richtung auf die gewünschte, vorgegebene Länge staucht.The Distance sleeve is preferably made of a metal tube, its initial length before upsetting about by 1 to 20%, in particular about 10% longer is the desired, given length. The Electric machine is preferably made by first a first rolling bearing is applied to the shaft. Subsequently the spacer sleeve is pushed, which is an initial length which is larger than the one ultimately needed Length of the spacer sleeve. The spacer sleeve comes to rest against the first rolling bearing, and then the second rolling bearing is applied to the shaft, preferably pressed, the second roller bearing presses against the spacer sleeve and this in the direction of the first bearing in axial Direction to the desired, predetermined length compresses.

Erfindungsgemäß kann die Distanzhülse einfacher und kostengünstiger hergestellt werden als im Stand der Technik. Notwendig ist lediglich ein dünnwandiges Metallrohr, das verformbar ist und auf ein gewünschtes Maß gestaucht werden kann. Hierzu wird das Rohr auf eine Länge abgetrennt, die größer ist als das letztendlich gewünschte Längenmaß. Das Stauchen des Rohrs kann in demselben Arbeitsschritt erfolgen, in dem das zweite Wälzlager auf die Welle aufgebracht wird. Hierzu ist es lediglich notwendig, das Wälzlager mit einer definierten Kraft in eine definierte Position auf die Welle aufzubringen. Dies kann mit einem Presswerkzeug, welches unmittelbar auf das zweite Wälzlager wirkt, oder über ein weiteres Bauteil, wie ein Ritzel, das auf die Welle aufgebracht wird, erfolgen. Mit Hilfe des Presswerkzeugs wird das Wälzlager bis zu einer vorgegebenen Position auf die Welle aufgepresst, wobei gleichzeitig die Distanzhülse auf die gewünschte, vorgegebene Länge gestaucht wird. Ein zusätzlicher Arbeitsschritt ist somit zum Stauchen der Distanzhülse nicht notwendig.According to the invention the spacer sleeve easier and cheaper be prepared as in the prior art. It is only necessary a thin-walled metal tube that is deformable and on a desired amount can be compressed. For this purpose is the tube is separated to a length that is larger as the ultimate desired length measure. The upsetting of the pipe can take place in the same work step, in which the second rolling bearing is applied to the shaft. For this it is only necessary, the rolling bearing with a defined force in a defined position on the shaft. This can with a pressing tool, which directly on the second Rolling bearing acts, or via another component, like a pinion that is applied to the shaft done. With Help the pressing tool, the rolling bearing is up to a predetermined position pressed onto the shaft, at the same time the Distance sleeve to the desired, predetermined length is compressed. An additional step is thus not necessary for compressing the spacer sleeve.

Die Distanzhülse kann aus einem Metallrohr, beispielsweise aus Messing, Aluminium oder Stahl, hergestellt werden, wobei ein Rohrstück mit einer Ausgangslänge abgetrennt wird, das ungefähr 10% länger als die endgültige Länge ist. Die Einhaltung einer präzisen Längenmaßtoleranz ist hierbei nicht notwendig, weil die endgültige Länge der Distanzhülse durch den Stauchvorgang eingestellt wird.The Spacer sleeve can be made of a metal tube, for example made of brass, aluminum or steel, with a Pipe piece is separated with an initial length, That's about 10% longer than the final one Length is. The adherence to a precise length dimension tolerance this is not necessary because the final length the spacer sleeve is adjusted by the upsetting process.

In der bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Feder eine Spiralfeder, welche gegen die Außenringe der Wälzlager zu liegen kommt, und die Distanzhülse kommt gegen die Innenringe der Wälzlager zu liegen. Das erste und/oder das zweite Wälzlager werden vorzugsweise auf die Welle aufgepresst, sie können auch mit der Welle verklebt werden.In The preferred embodiment of the invention is the spring a coil spring, which against the outer rings of the bearings comes to rest, and the spacer sleeve comes against the inner rings lie the rolling bearing. The first and / or the second Rolling bearings are preferably pressed onto the shaft, they can also be glued to the shaft.

Die Erfindung ist im Folgenden anhand einer bevorzugten Ausführung mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Figuren zeigen:The Invention is hereinafter based on a preferred embodiment explained in more detail with reference to the drawings. In the figures show:

1 eine Teilschnittdarstellung durch eine elektrische Maschine gemäß einem internen Stand der Technik der Anmelderin; und 1 a partial sectional view through an electrical machine according to an internal state of the art of the applicant; and

2 eine Teilschnittdarstellung durch eine elektrische Maschine gemäß der Erfindung. 2 a partial sectional view of an electric machine according to the invention.

Die elektrische Maschine gemäß einer Ausführung der Erfindung, die in 2 gezeigt ist, ist grundsätzlich genauso aufgebaut wie die elektrische Maschine der 1, wobei entsprechende Komponenten mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind. Die erfindungsgemäße Maschine unterscheidet sich von der Maschine der 1 durch die Konfiguration der Distanzhülse, die in 2 mit 40 bezeichnet ist. Erfindungsgemäß ist die Distanzhülse 40 aus einem dünnwandigen Metallrohr hergestellt, das auf eine Ausgangslänge abgetrennt wird. Die exakte Einstellung der Distanzhülse 40 auf das erforderliche Längenmaß wird durch axiales Stauchen der Distanzhülse bei der Montage des Elektromotors erreicht, wobei die Längenverkürzung in 2 durch die Wellung der Distanzhülse 40 angedeutet ist. Die Wandstärke der Distanzhülse 40 beträgt vorzugsweise weniger als 0,6 mm, so dass es nicht notwendig ist, die Stirnenden der Distanzhülse zu fasen.The electric machine according to an embodiment of the invention, which in 2 is shown, is basically the same structure as the electric machine of 1 , wherein corresponding components are denoted by the same reference numerals. The machine according to the invention differs from the machine of 1 through the configuration of the spacer sleeve, which in 2 With 40 is designated. According to the invention, the spacer sleeve 40 made of a thin-walled metal tube, which is separated to an initial length. The exact adjustment of the spacer sleeve 40 to the required length dimension is achieved by axial compression of the spacer sleeve during assembly of the electric motor, the length reduction in 2 through the corrugation of the spacer sleeve 40 is indicated. The wall thickness of the spacer sleeve 40 is preferably two less than 0.6 mm so that it is not necessary to chamfer the ends of the spacer sleeve.

Die Lageranordnung wird wie folgt hergestellt:
Zunächst wird die Nabe 18 auf die Welle 10 aufgebracht, und das Wälzlager 14 wird auf die Welle 10 aufgeschoben, bis es gegen die Nabe 18 zu liegen kommt. Das Wälzlager 14, insbesondere ein Kugellager, kann auf die Welle 10 aufgepresst und/oder aufgeklebt werden. In der gezeigten Ausführung ist es als Festlager konfiguriert und hält die Welle 10 innerhalb der Hohlwelle 24, welche den Stator 22 trägt.The bearing assembly is made as follows:
First, the hub 18 on the wave 10 applied, and the rolling bearing 14 gets on the shaft 10 deferred until it hits the hub 18 to come to rest. The rolling bearing 14 , in particular a ball bearing, can on the shaft 10 be pressed and / or glued. In the embodiment shown, it is configured as a fixed bearing and holds the shaft 10 inside the hollow shaft 24 which the stator 22 wearing.

Anschließend wird die Distanzhülse 40 auf die Welle 10 aufgeschoben, bis sie gegen das Wälzlager 14 zu liegen kommt, wobei die Distanzhülse 40 in diesem Zustand eine Ausgangslänge L hat, die größer ist als ihre gewünschte Endlänge l (L > 1). Zur Herstellung der Metallhülse 40 wird ein Metallrohr getrennt, so dass es die Ausgangslänge L hat.Then the spacer sleeve 40 on the wave 10 deferred until they hit the rolling bearing 14 to lie, with the spacer sleeve 40 in this state has an initial length L which is greater than its desired final length l (L> 1). For the production of the metal sleeve 40 a metal tube is separated so that it has the initial length L.

Des Weiteren wird die Spiralfeder 34 über die Hülse 40 geschoben, wobei die Spiralfeder gegen den Außenring des Wälzlagers 14 zu liegen kommt, während die Distanzhülse 40 an den Innenring anliegt.Furthermore, the spiral spring 34 over the sleeve 40 pushed, wherein the coil spring against the outer ring of the bearing 14 to lie down while the standoff 40 rests against the inner ring.

Schließlich wird das Wälzlager 12, insbesondere ein Kugellager, auf die Welle 10 bis zu einer vorgegebenen Position aufgepresst. Hierbei wird die Distanzhülse 40 auf ihre gewünschte, vorgegebene Länge l gestaucht. Das Wälzlager 12 kann unmittelbar mit einem Presswerkzeug bis zu seiner vorgegebenen Position auf die Welle 10 aufgeschoben werden, oder es kann über ein weiteres Bauteil, wie das Ritzel 30, das auf die Welle 10 aufzufügen ist, in Position gebracht werden. Das Wälzlager 12 ist als Loslager konfiguriert. Das Wälzlager 12 hält die Welle 10 relativ zu dem Flanschbauteil 16, das mit der Hohlwelle 24 einteilig ausgebildet ist.Finally, the rolling bearing 12 , in particular a ball bearing, on the shaft 10 pressed up to a predetermined position. This is the spacer sleeve 40 compressed to their desired, predetermined length l. The rolling bearing 12 can directly with a pressing tool to its predetermined position on the shaft 10 be deferred, or it may have another component, such as the pinion 30 that on the shaft 10 is to be positioned. The rolling bearing 12 is configured as a floating bearing. The rolling bearing 12 Hold the wave 10 relative to the flange member 16 that with the hollow shaft 24 is formed in one piece.

Das Flanschbauteil 16 mit der Hohlwelle 24, der Stator 22 und der Rotor 20 sowie die weiteren Teile der elektrischen Maschine werden auf dem Fachmann an sich bekannte Weise montiert.The flange component 16 with the hollow shaft 24 , the stator 22 and the rotor 20 as well as the other parts of the electrical machine are mounted in a manner known to those skilled in the art.

Beim Aufpressen des Wälzlagers 12 und somit Stauchen der Distanzhülse 40 kann eine Presskraft im Bereich von beispielsweise 50 bis 200 N aufgebracht werden. Ein solcher Wert ist in der Praxis zum Aufpressen von Kugellagern dieser Größenordnung üblich und sollte ausreichend sein, um eine Metallhülse mit einer Wandstärke von weniger als 0,6 mm auf die gewünschte Länge zu stauchen.When pressing the rolling bearing 12 and thus upsetting the spacer sleeve 40 For example, a pressing force in the range of, for example, 50 to 200 N can be applied. Such a value is common in practice for pressing ball bearings of this size and should be sufficient to compress a metal sleeve with a wall thickness of less than 0.6 mm to the desired length.

In einem Ausführungsbeispiel kann die Distanzhülse ein Endmaß von beispielsweise 10 mm haben. In einem solchen Fall wird, abhängig von der Herstellungstoleranz, die Distanzhülse beispielsweise aus einem Metallrohr mit einer Länge von 11 mm abgetrennt. Dabei muss sichergestellt werden, dass die Ausgangslänge der Hülse jedenfalls nicht kleiner ist als ihre endgültige Länge nach dem Stauchen, so dass mit relativ großen Toleranzen beim Abtrennen des Metallrohrs gearbeitet werden kann. In der Praxis hat sich ein Wert von ca. 110% der endgültigen Länge der Distanzhülse als Ausgangslänge als zweckmäßig erwiesen.In an embodiment, the spacer sleeve have a final dimension of, for example, 10 mm. In such a Case becomes, depending on the manufacturing tolerance, the spacer sleeve for example, from a metal tube with a length of 11 mm separated. It must be ensured that the initial length the sleeve is certainly not smaller than its final Length after upsetting, so with relatively large Tolerances can be worked when separating the metal tube. In practice, a value of about 110% of the final Length of the spacer sleeve as initial length proved to be useful.

Nach der vollständigen Montage der elektrischen Maschine sind die beiden Wälzlager 12, 14 in ihrer Position zwischen dem Ritzel 30, der Distanzhülse 40 und der Nabe 18 sicher positioniert, so dass sie während des Betriebs der elektrischen Maschine ihre Position halten und auch bei Vibration oder Stoßbelastung in ihre Lage fixiert sind. Dadurch wird sichergestellt, dass der Abstand zwischen den beiden Wälzlagern 12, 14 immer konstant und somit der Arbeitspunkt der Spiralfeder 34 stabil ist. Somit wird eine konstante Federanstellung gewährleistet. Insgesamt ist die Herstellung der elektrischen Maschine gemäß der Erfindung weniger aufwendig und kostengünstiger als im Stand der Technik, weil keine aufwendige Fertigung der Distanzhülse erforderlich ist. Auch sind keine zusätzlichen Arbeitsschritte erforderlich, weil die Distanzhülse beim Aufpressen des Wälzlagers 12 oder eines anderen Bauteils auf die Welle 10, beispielsweise des Ritzels 30, auf die gewünschte Länge gestaucht werden kann. Wesentlich ist dabei für die Erfindung, dass die Distanzhülse 40 die Distanz zwischen den beiden Wälzlagern 12, 14 fixiert, um über die Feder 34 eine vorgegebene Vorspannung vor zusehen. Die jeweils in axialer Richtung außen liegenden Seiten der Wälzlager können dagegen auch auf andere Weise fixiert sein, als in der gezeigten Ausführung.After complete assembly of the electric machine are the two rolling bearings 12 . 14 in their position between the pinion 30 , the spacer sleeve 40 and the hub 18 safely positioned to hold their position during operation of the electric machine and to be fixed in place even during vibration or shock loading. This will ensure that the distance between the two bearings 12 . 14 always constant and thus the operating point of the spiral spring 34 is stable. Thus, a constant spring adjustment is guaranteed. Overall, the production of the electrical machine according to the invention is less expensive and less expensive than in the prior art, because no complex production of the spacer sleeve is required. Also, no additional steps are required because the spacer sleeve when pressing the roller bearing 12 or another component on the shaft 10 , for example, the pinion 30 , can be compressed to the desired length. It is essential for the invention that the spacer sleeve 40 the distance between the two rolling bearings 12 . 14 fixed to over the spring 34 to see a predetermined bias. On the other hand, the sides of the roller bearings that are each located in the axial direction can also be fixed in a different way than in the embodiment shown.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungen von Bedeutung sein.The in the foregoing description, figures and claims disclosed features can be used both individually and in Any combination for the realization of the invention be significant in their various designs.

1010: Wellewave
1212: Kugellager, WälzlagerBall-bearing, roller bearing
1414: Kugellager, WälzlagerBall-bearing, roller bearing
1616: Flanschbauteilflange
1818: Nabehub
2020: Rotormagnetrotor magnet
2222: Statorstator
2424: Hohlwellehollow shaft
2626: Leiterplattecircuit board
2828: Sensorelementesensor elements
3030: Ritzelpinion
3232: SteckverbinderConnectors
3434: Spiralfederspiral spring
3636: DistanzhülseStand Off
4040: DistanzhülseStand Off

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 3,427,483 [0010]

Claims

Electric machine with a shaft ( 10 ), two rolling bearings ( 12 . 14 ) for supporting the shaft ( 10 ), whereby the two rolling bearings ( 12 . 14 ) along the shaft ( 10 ) are axially spaced, a spring ( 34 ), which between the rolling bearings ( 12 . 14 ) and a preload on the bearings ( 12 . 14 ), and a spacer sleeve ( 40 ), which between the rolling bearings ( 12 . 14 ) is inserted, has a predetermined length and thereby a predetermined distance between the rolling bearings ( 12 . 14 ), wherein the spacer sleeve ( 40 ) is made of a metal tube, which is brought by axial compression to the predetermined length.

Electrical machine according to claim 1, characterized in that the spring ( 34 ) is a spiral spring, which against the outer rings of the rolling bearing ( 12 . 14 ) comes to rest.

Electrical machine according to claim 2, characterized in that the spacer sleeve ( 40 ) against the inner rings of the rolling bearings ( 40 ) comes to rest.

Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that the spacer sleeve ( 40 ) is made of a metal tube whose initial length before upsetting is about 101% to 120%, in particular about 110% of the predetermined length.

Electric machine according to one of the preceding Claims, characterized in that the metal tube has a wall thickness that is sufficiently thin, around the metal pipe with a pressing force in the range of approximately 50 to 200 N in the axial direction to compress.

Electrical machine according to claim 5, characterized in that that the metal pipe has a wall thickness of not more than 0.6 mm.

Electric machine according to one of the preceding Claims, characterized in that the metal tube made of brass, aluminum or steel

Method for producing a bearing arrangement of an electric machine with a shaft ( 10 ), two rolling bearings ( 12 . 14 ) for supporting the shaft ( 10 ), whereas the rolling bearings ( 12 . 14 ) along the shaft ( 10 ) are axially spaced, and a spring ( 34 ), which between the rolling bearings ( 12 . 14 ) and a preload on the rolling bearings ( 12 . 14 ), comprising the steps of: applying a first rolling bearing ( 14 ) on the shaft ( 10 ); Applying a spacer sleeve ( 40 ), which has an initial length, on the shaft ( 10 ), wherein the spacer sleeve ( 40 ) against the first rolling bearing ( 14 ) comes to rest; Applying a second rolling bearing ( 12 ) on the shaft ( 10 ) such that the second rolling bearing ( 12 ) against the spacer sleeve ( 40 ) and pushes them in the direction of the first rolling bearing ( 14 ) in the axial direction to a predetermined length, which is smaller than the initial length.

A method according to claim 8, characterized in that the first and / or the second rolling bearing ( 12 . 14 ) on the shaft ( 10 ) are pressed.

A method according to claim 8 or 9, characterized in that the spacer sleeve ( 40 ) between the inner rings of the rolling bearings ( 12 . 14 ) comes to rest.

Method according to one of claims 8 to 10, characterized in that the second rolling bearing ( 12 ) together with an output element, such as a pinion ( 30 ), on the wave ( 10 ) is postponed.

Method according to one of claims 8 to 11, characterized in that the second rolling bearing ( 12 ) by means of a pressing tool up to a predetermined position on the shaft ( 10 ) is pressed.

Method according to one of claims 8 to 12, characterized in that a spiral spring ( 34 ) between the first and the second rolling bearing ( 12 . 14 ) is inserted in such a way that between the outer rings of the rolling bearings ( 12 . 14 ) comes to rest.